Биоинженер Линчун Ю из Университета Дьюка вместе с коллегами создал бактериальную систему, которая моделирует отношения между хищником и жертвой. Бактериальная модель была создана для изучения влияния количества жертв и хищников на динамику всей экосистемы. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Molecular Systems Biology.
Для создания модели исследователи использовали кишечную палочку Escherichia coli. Они "перепрограммировали" ее геном и создали систему, состоящую из двух взаимозависимых популяций E. coli: популяции "хищников" и популяции "жертв".
В разработанной учеными системе бактерии-"хищники" не поедали бактерий-"жертв". Популяции контролировали численность друг друга, влияя на уровень самоубийств "соседа".
Если число бактерий-"жертв" падало ниже определенного уровня, у "хищников" включался так называемый ген самоубийства, который приводил к их смерти. Сокращение численности "хищников" вызывало активное размножение "жертв". Увеличившись в числе, "жертвы" начинали выделять в среду реагент, который при достижении высокой концентрации стимулировал ген-антидот бактерий-"хищников". Продукт этого гена прекращал действие гена самоубийства.
Соответственно, после включения гена-антидота число "хищников" начинало возрастать. После того, как количество "хищников" превышало некий заданный уровень, они начинали вырабатывать реагент, который, проникая в клетки "жертв", включал ген, продукт которого убивал их.
Созданная модель не является точным воспроизведением отношений хищник-жертва в природе. В "обычных" популяциях жертва не останавливает самоубийство хищников, а становится их пищей. Кроме того, бактериальные "хищники" и "жертвы" конкурируют за одну и ту же пищу. Тем не менее, авторы модели полагают, что она может стать полезным инструментом для биологов.
"Существует практически неограниченное число способов изменять параметры этой системы для того чтобы исследовать влияние различных факторов среды на динамику развития популяций", - отмечает Линчун Ю. Разработанную систему теоретически можно приспособить для моделирования существенно более сложных экосистем.